易错点03 透镜及其应用常考易错陷阱分析-备战2023年中考物理考试易错题 带解析

易错点03透镜及其应用常考易错陷阱分析透镜及其应用常考易错陷阱分析陷阱一：透镜对光的作用理解不透彻。凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。判断透镜对光线的会聚与发散，并不是看光线经过透镜后是否相交，而是看光线经过透镜后，与原来的传播方向相比是会聚还是发散。陷阱二：凸透镜的成像规律运用不熟练。成像条件物距（u）成像的性质像距（v）应用u﹥2f缩小、倒立的实像f﹤v﹤2f照相机u=2f等大、倒立的实像v=2ff﹤u﹤2f放大、倒立的实像v﹥2f投影仪u=f不成像-------------------u﹤f放大、正立的虚像V﹥f放大镜一焦分虚实、二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物远实像小，物远虚像大。陷阱三：凸透镜成像的变焦问题分析不到位。当凸透镜的焦距发生变化时，其对光的偏折能力也发生变化：焦距越小（透镜越厚），偏折能力越强。陷阱四：凸透镜的应用之眼睛与眼镜，佩戴眼镜后的各种变化理解不透彻。视网膜相当于光屏，所以像距是固定不变的当物体与眼睛的距离发生变化时，晶状体通过调整弯曲程度来改变焦距：物距减小，焦距也减小；物距增大，焦距也增大.当“近视眼”看远处物体时，焦距调到最大，像成在视网膜前方，需要用凹透镜矫正；而“远视眼"看近处物体时，焦距调到最小，像成在视网膜后方，需要用凸透镜矫正。近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，给凸透镜戴上近视眼镜，两个透镜组合，整体的折光能力变弱，物距不变时，成像位置延后，会导致像距增大；给凸透镜戴上远视眼镜，两个透镜组合，整体的折光能力变强，物距不变时，成像位置提前，会导致像距减小。陷阱五：凸透镜的动态成像情景分析不熟练。凸透镜成实像时，像和物分居在透镜两侧，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远，所成的像越大，即“物近像远像变大”。物体经凸透镜成虚像时，像和物在凸透镜同侧，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越近，所成的像越小，即“物近像近像变小”无论是成实像还是成虚像，只要物体向焦点靠近，所成的像都变大.陷阱六：凸透镜所成像与物的关系，不仅上下颠倒，而且左右颠倒（实像）。物体经凸透镜成实像时，所成的实像是倒立的，即物与像不仅上下颠倒，而且左右颠倒。若将物向上移动，则所成的实像会向下移动，如实验时间过长，蜡烛燃烧变短，则实像向光屏上方移动.实像与物体的移动方向相反。【例题1】一位同学用如图器材做实验，先用焦距为20cm的甲透镜进行实验，在屏上得到清晰的像，接下来换用焦距为10cm的乙透镜继续实验，若不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。若实验中手指指尖触摸到了凸透镜，光屏上的像______（选填“完整”或“不完整”）。【答案】

靠近

完整【详解】[1]由“先用焦距为20cm的透镜甲进行实验，在屏上得到清晰的实像”，当改用焦距为10cm的透镜乙继续实验，不改变发光体和凸透镜的位置，则相当于增大了物距，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏将靠近透镜移动，像变小。[2]不小心用手指指尖触摸了凸透镜，因为凸透镜的其他部分仍能使光线折射而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像，只是此时像比手指指尖触摸前的像要暗一些。【例题2】疫情期间，同学们大量使用手机、平板和电脑等设备上网课，长时间盯着屏幕，容易导致视力下降，患上近视眼；图中__________（选填“甲”或“乙”）是近视眼的光路示意图，近视眼应配戴__________透镜（选填“凸”或“凹”）制成的眼镜来矫正，此透镜对光有__________（选填“发散”或“会聚”）作用。【答案】

乙

凹

发散【详解】[1]由乙图知，眼睛看远处的物体，像成在视网膜的前方，说明晶状体对光的折射能力变强，是近视眼的成因，故图中乙是近视眼的光路示意图。[2][3]凹透镜对光线有发散作用，使像推迟会聚在视网膜上，所以近视眼配戴凹透镜来矫正。【例题3】如图所示，纸筒A的一端蒙有一层半透明纸，纸筒B的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一个照相机模型。为了在A端得到清晰的像，调整A、B间的距离，这时________（选填“A”或“B”）端朝着明亮的室外看才能看清像；当看近处的景物时很清楚，再看远处的景物时就应该使A、B间的距离变________（选填“大”或“小”）。【答案】

B

小【详解】[1]模型照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的，凸透镜成实像时，物像在凸透镜的异侧，像成在半透明纸上，为了得到清晰的像，成像的物体就应该在明亮的地方，所以把B端朝向明亮的室外看才能看清像。[2]凸透镜成实像时，物远像近像变小，当看近处的景物时很清楚，再看远处的景物时，物距变大，像距应该变小，所以应该减小A、B间的距离。【强化1】为了研究眼的成像原理，小科自主研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体，通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。（1）此时光屏上得到一个清晰的倒立（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。（2）向水凸透镜内注入适量水来模拟视力缺陷，发现光屏上原来清晰的像变模糊了。此时，若向（选填“左”或“右”）侧适当移动光屏，可以再次得到清晰的像。若光屏不动，在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的（选填“凹透镜”或“凸透镜”），光屏上也能得到清晰的像。【解析】（1）由图可知，物距大于像距，并且能在光屏上成实像，所以物距一定是在二倍焦距之外，所以成的是倒立、缩小的实像；（2）向水凸透镜内注入水，凸透镜变厚，此时凸透镜对光的折射作用变强，像将成在光屏之前，所以将光屏向左移动，凸透镜变厚，此时凸透镜对光的折射作用变强，要使光屏上也能得到清晰的像，应在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜；故答案为：（1）缩小；（2）左；凹透镜。【强化2】如果将物体放在凸透镜前20cm处，在屏上得到了一个放大的倒立的像，那么物体在凸透镜前15cm处，下列说法中正确的是（）A．可能成倒立放大的实像 B．一定成倒立放大的实像 C．可能成正立放大的虚像 D．可能成倒立缩小的实像【解析】物体在凸透镜前能成倒立放大的像，说明此时的物距大于一倍焦距小于二倍焦距，即：f＜20cm＜2f，所以凸透镜的焦距10cm＜f＜20cm。那么物体在凸透镜前15cm处，物距可能是大于一倍焦距小于二倍焦距，也有可能是小于一倍焦距，由凸透镜成像条件可知，得到的像可能成倒立放大的实像；也可能是正立放大的虚像。故选：AC。【强化3】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛，凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是（）A．凸透镜对光有发散作用 B．光屏上成倒立、缩小的实像 C．利用此时的成像规律可以制成投影仪 D．蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像会向下移【解析】A、凸透镜是会聚透镜，对光线有会聚作用，故A错误；BC、由图可知，像距小于物距，凸透镜成倒立缩小的实像，是照相机的成像原理，故B正确，C错误；D、蜡烛燃烧一段时间后，蜡烛变短，烛焰的位置向下移动，根据光线过透镜的光心不改变方向，像的位置向上移动，故D错误。故选：B。1．小亮某次实验在光屏上出现一个缩小的像，测得光屏到凸透镜的距离为30cm。则当物体距离凸透镜20cm时，下列说法正确的是（）A．光屏上可能不会出现像B．光屏上一定会出现一个放大的像C．光屏上可能会出现一个缩小的像D．都有可能【答案】A【详解】当光屏到凸透镜的距离为30cm时，凸透镜成倒立、缩小的实像，所以2f＞30cm＞f凸透镜的焦距满足30cm＞f＞15cm蜡烛距透镜的距离为20cm，可能2f＞u＞f，成倒立、放大的实像；可能u＝f，不成像；可能u＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故A正确，BCD错误。故选A。2．关于透镜，下列说法正确的是（

）A．不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变B．物体置于焦点F以内时凸透镜起会聚作用，置于焦点F以外时凸透镜起发散作用C．若把凸透镜的上半部分用手遮住，则凸透镜对光不再具有会聚作用D．一束会聚的光线经过凹透镜，折射后的光线一定变成发散的光线【答案】A【详解】A．不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线传播方向不发生改变，故A正确；B．凸透镜对光线有会聚作用，无论物体置于焦点F以内，还是置于焦点F以外时凸透镜对光线都起会聚作用，故B错误；C．凸透镜每一部分对光线都有会聚作用，若把凸透镜的上半部分用手遮住，凸透镜下半部分对光线仍具有会聚作用，故C错误；D．一束会聚的光线经过凹透镜，折射后的光线比原来变得发散一些，但仍是会聚的光线，故D错误。故选A。3．关于透镜，下列说法正确的是（）A．近视眼可利用凹透镜矫正；B．凸透镜只对平行光束有会聚作用；C．一束光通过凹透镜后，折射光线一定是发散的；D．凸透镜成像时，像与物总是在凸透镜的异侧【答案】A【详解】A．近视眼的晶状体和角膜构成的透镜较厚，会聚能力较强，看远处的物体时，将像成在视网膜的前面。为了使像正好呈在视网膜上，应使光线推迟会聚，使所成的像相对于晶状体后移，所以应佩戴发散透镜即凹透镜。故A正确；B．凸透镜对光的会聚作用适用于所有光线，只是将平行光会聚于焦点处；故B错误；C．过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，所以通过凹透镜的光线也不一定发散，故C错误；D．凸透镜成像时，成实像时，像与物总是位于透镜的两侧，成虚像时，像与物总是位于透镜的同侧。故D错误。故选A。4．对下列四幅图阐述错误的是（）A．如图，近视眼看远处的物体，成像在视网膜前，用凹透镜矫正B．如图，远视眼看近处的物体，成像在视网膜后，用凸透镜矫正C．如图，显微镜的目镜的作用是使物体成倒立、放大的实像D．如图，天文望远镜的物镜的作用是使远处的物体成倒立、缩小的实像【答案】C【详解】A．图中，眼睛看远处物体时成像在视网膜前，是近视眼；凹透镜具有发散作用，用于矫正近视眼，故A正确，不符合题意；B．图中，眼睛看近处物体时成像在视网膜后，是远视眼；凸透镜具有会聚作用，用于矫正远视眼，故B正确，不符合题意；C．如图，显微镜的目镜相当于放大镜，作用是使物体成正立、放大的虚像，故C错误，符合题意；D．如图，天文望远镜的物镜的作用是使远处的物体成倒立、缩小的实像，该实像征稿落在目镜的焦距位置，目镜在对这个像进行放大，故D正确，不符合题意。故选C。5．某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是（）A．该凸透镜的焦距是16cmB．当u＝12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像C．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小D．当u＝20cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的【答案】C【详解】A.当u＝v等于2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，由图象可知，u＝v时的值是16cm，因此2f=16cm,所以f＝8cm，故A错误；B．当u＝12cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故B错误；C．物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，故C正确；D．当u＝20cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，投影仪是物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，故D错误。故选C。6．王亚平利用水袋和金属圈做成了一个水膜，加水后形成水球，并看到了她的“倒影”，如图所示，下列说法正确的是（）A．水球上的“倒影”是实像B．水球上的“倒影”是虚像C．此“倒影”成在王亚平和水球之间D．利用此“倒影”成像原理可以制成的光学仪器之一是照相机【答案】AD【详解】AB．水球具有中间厚，边缘薄的特点，因此水球相当于一个凸透镜，因此看到的倒影是凸透镜成倒立实像的结果，故A正确，B错误；C．据上面的知识可知，此时成的是倒立、缩小的实像，所以像应该成在水球和王亚平的另一侧，即在观察者和水球之间，故C错误；D．照相机镜头的原理是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理，利用此“倒影”成像原理与照相机相同，故D正确。故选AD。7．如图所示，人眼的功能类似于照相机。人眼结构中，视网膜到晶状体的距离不变，相当于“探究凸透镜成像规律”实验中________到凸透镜的距离不变，人眼是通过调节________来看清远近不同物体的，人长时间看近处物体，眼睛容易疲劳。学习较长时间后，建议同学们适当远眺，使睫状体放松，晶状体变________（选填“厚”或“薄”），焦距变大，舒缓眼疲劳，保护眼睛。【答案】

光屏

晶状体焦距

薄【详解】[1]结构中，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当光屏，视网膜到晶状体的距离不变，相当于“探究凸透镜成像规律”实验中，光屏到凸透镜的距离不变。[2]人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的。[3]人眼长时间看近处物体，然后远眺，像距不变，物距变大，焦距也要变大，即眼睛的晶状体变薄。8．小明将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是_______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的，此时成像特点可应用于_________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。若在图示位置将蜡烛靠近凸透镜一些，光屏上的像将会模糊，若在透镜前放置一个焦距合适的_______（选填“近视”或“远视”）眼镜，光屏上的像也可以再次清晰。【答案】

放大

投影仪

远视【详解】[1][2]由图知道，当物距小于像距且光屏上得到一个清晰的像时，成的应是倒立放大的实像，此时成像特点可应用于投影仪。[3]将蜡烛靠近凸透镜一些，光屏上的像将会模糊，根据物距变小，像距变大，即光线会聚成像在光屏的右端，如果光屏的位置不动，只需增强透镜的会聚能力即可，因此在透镜前放置一个焦距合适使光线会聚的凸透镜（远视眼镜）即可。9．一个绿色的植物拿到无光的房间中，我们看见植物的叶片是________色的。学习了光学知识后，物理兴趣小组同学在进行综合实践活动时，想探究小孔成像，小组在空易拉罐的底部中央打上一个小孔，为了能观察到清晰的像，圆筒上应使用________（选填“透明”、“不透明”或“半透明”）塑料膜制成光屏，孔对着烛焰，可以看到烛焰通过小乱所成的像，夏天树荫下的圆形光斑形成的原理与之相同，光斑是太阳的________（选填“实像”、“影子”或“虚像”）；根据生活经验，________（选填“可以”或“不可以”）用望远镜直接观察太阳。【答案】

黑

半透明

实像

不可以【详解】[1]不透明物体的颜色是由物体反射的光决定的，将一个绿色的植物拿到无光的房间中，由于绿色植物不能反射任何光，所以我们看见植物的叶片是黑色的。[2]由于小孔成像成的是实像，所以能用光屏承接，为了便于观察光屏上的像，应用半透明的塑料薄膜。[3]由于小孔成像成的是实像，夏天树荫下的圆形光斑是太阳透过树叶间的小孔成的像，所以夏天树荫下的圆形光斑是实像，故光斑是太阳的实像。[4]由于光透过望远镜成的是实像，所以用望远镜直接观察太阳，太阳在人眼上成实像，能烧坏眼睛，所以不能用望远镜直接观察太阳。10．如图是一只魔术箱，箱的左右两侧同一水平线上各有一个小孔，一束光从左侧的小孔射入，将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，正好挡住光线，可光仍从右孔射出。针对这一奇怪的现象，下面三种设计方案中可以实现的有________；若魔术箱内只使用了平面镜，则平面镜至少要________块。A．B．C．【答案】

AC

3【详解】[1]选项A中有两块凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，故A可实现；选项B中为一凹透镜和一凸透镜，左边的凹透镜对光线有发散作用，而图中凹透镜对光线却有会聚的作用，故B不能实现；选项C中有两个凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，故C能实现，即三种设计方案中可以实现的有AC。[2]一束光从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出时光线的方向没有发生改变，如下图所示，根据反射定律，通过三块平面镜的反射即可实现，即平面镜至少要3块。11．一束平行于主光轴的光经过某凸透镜后的光路图如图甲所示，凸透镜的光心在0c